Серия «Компьютерная графика»

Пиридупреждение: ОЧЕНЬ длиннопост.

Задача: сфотографировать объекты, а потом заменить поверхность, на которой они стоят. Факторы усложнения: от прозрачных объектов есть не только тени, но и каустика (отражение и преломление света), от цветных объектов цветные рефлексы. Нужно сохранить это всё на новом фоне.

Делаем со штатива две фотографии: с объектами и чистый фон. Фотоаппарат в ручном режиме, чтобы получить ту же яркость, фокус тоже в ручном режиме, чтобы не изменилась точка фокусировки (а она может, если сначала сфокусируется на объекте, а потом на фоне). В общем, тут главное – не менять свет и настройки фотоаппарата.

Вообще, в интернете хватает уроков «вырезать объект, сохранив тени на поверхности», но обычно там объект сфотографирован на белом фоне и тени можно поставить в другом режиме наложения, обычно Multiply (Умножение). Но если от объекта на поверхности не только тени, но и светлые и/или цветные рефлексы, то всё уже не так просто.

Хотя, теоретически, если у нас есть картинка того же фона с тем же светом, только без объекта, то в этом случае нам даже без разницы, какой будет изначальный фон, хоть шпонированное ДСП, тени и блики можно вытащить в отдельные слои.

Итак, поставил объект, фотоаппарат в ручном режиме выдержки и диафрагмы, навёл резкость, переставил фокус на ручной. Фотографии с объектом и без объекта должны быть с одинаковыми настройками, включая глубину резкости. Снял с объектом, потом убрал объект и сделал ещё одно фото. Потом эти две картинки вставил в фотошоп как два слоя. Для удобства назвал слои 1 (без объекта) и 2 (с объектом).

Выравнивание слоёв.

Даже если мы фотографировали со штатива, но пол не бетонный, то сдвиг возможен. Насколько двигается ламинат, можно узнать, если на штатив вместо фотоаппарата поставить лазерный уровень и просто походить вокруг. Глядя на дёргающиеся линии лазера на стенах, начинаешь понимать всю бренность бытия. Ставим верхнему слою режим наложения Difference (Разница). В режиме Difference одинаковые цвета становятся чёрными, так что задача – двигая верхний слой, сделать так, чтобы фон стал максимально чёрным. При этом, если фотоаппарат хоть на несколько миллиметров наклонится вперёд или назад, то придётся ещё и изменять размеры слоя на какие-то доли процента.

Когда добились максимально чёрного фона, режим можно поменять обратно на Normal (Обычный).

Примечание. Способы выравнивания слоёв есть разные (включая автоматическое выравнивание). Например, можно верхнему слою поставить прозрачность 50% и двигать. Я ставил Difference просто потому, что так меньше приглядываться: как картинка почернела, значит, нормально.

Также можно попробовать использовать автоматическое выравнивание Edit/Auto-Align Layers, но мне всё равно пришлось размер слоя подгонять вручную, штатив, видимо, всё-таки вперёд-назад немного качался.

Можно приступать к вырезанию бликов и теней из фона.

Вариант 1. Более простой. Неплохо работает на нейтральном фоне, белом или сером, но вообще можно применять на любом фоне.

Блики.

Копируем оба слоя, из них будем доставать блики. Я буду называть их 1 (фон) и 2 (с объектами). Чтобы получить блики, нужно взять картинку с объектом и вычесть значения каналов RBG картинки без объекта. Тогда останутся только те места, которые стали светлее, остальное станет чёрным. То есть, сверху слой 1 без объектов, снизу слой 2 с объектами, у верхнего слоя режим наложения Subtract (Вычитание). Остаются только те места, которые стали светлее от добавления объекта. Удобно то, что если блики цветные, то цвет блика останется.

Потом слои слить. Я назвал слитые слои Lights и пока что спрятал.

Тени.

Теперь задача – получить слой с тенями. Опять копируем слои 1 и 2. Снизу слой 1 без объектов, сверху слой 2 с объектами, у верхнего слоя режим Subtract (Вычитание). Получаем инвертированные тени.

Сливаем слои, можно для удобства назвать слитый слой Shadows.

Тени оставляем инвертированными, светлые на чёрном фоне.

Объект.

Объект вырезаем любым методом, который нравится, и переносим на самый верхний слой.

Итак, в верхнем слое у нас объект, под ним два слоя: с бликами (lights), ему ставим режим наложения Linear Dodge (Линейный осветлитель) и инвертированными тенями (shadows) в режиме Subtract (Вычитание).

Примечание (можно не читать). Простое сложение каналов A+B называется Linear Dodge (Линейный осветлитель), но Linear Burn (Линейный затемнитель) – это не простое вычитание, это «A плюс B минус 1» (в случае 8-битного цвета это «минус 255»), обычное вычитание A-B называется Subtract. Если инвертировать слой с тенями, то можно поставить ему режим Linear Burn, результат аналогичен. Но, если вы работаете в режиме 32 бита, то из-за формулы с «минус 1» Linear Burn не работает, в 32 бита нет чёткого «потолка» яркости, так что Subtract тут более универсален.

Теперь подо всем этим можно добавить другой фон или просто слой с цветом. Конечно, если просто растянуть текстуру одной яркости, то будет видно, что что-то не так:

Но если даже на такой фон добавить градиент, а объектам подкрутить яркость, то всё уже не так плохо:

На новом фоне сохраняется даже радужная дисперсия, которую в обычных условиях было бы не так просто перенести:

Один из основных плюсов этого способа – работает на любом фоне. Можно сделать две фотографии на фоне текстуры дерева, повторить действия и получить отдельные тени и блики. Ну, может блики будут с желтовато-оранжевым оттенком, но и их, и объект можно сделать менее жёлтыми через Hue/Saturation (Цветовой Тон/Насыщенность), убрав насыщенность из жёлтого цвета.

Теперь о том, почему это не совсем физически корректный способ, и какие проблемы могут быть у более физически корректного способа.

Вариант 2. Более правильный, режим Divide (Разделение), но чуть сложнее.

Первый способ неплохо работает, если у нас однородный фон одного цвета. Мы получаем разницу в яркости: НА СКОЛЬКО стало ярче. Но вот если фон не однородный, то проблема, - у светлого фона яркость добавляется быстрее. Допустим, часть фона белая, а часть тёмная, в примере это часть стола, которая за пределами белого листа бумаги. Тогда нам нужно узнать, ВО СКОЛЬКО РАЗ стало ярче. Для начала сравнение результатов, видно, что во втором случае добавление яркости не так сильно зависит от цвета фона:

Но видны и минусы: в тенях, где много шумов, яркость этих шумов получается очень высокой, а справа внизу совсем «светится»:

То есть, по умолчанию этот метод хорошо работает там, где много света и мало шумов, но способы исправления, конечно, есть.

В принципе, мы делаем то же самое, что и в первом варианте, но режим ставим не Subtract (Вычитание), а Divide (Разделение). Этот режим делит значения RGB нижнего слоя на значения RGB верхнего.

Пример: на нижнем фоне яркость серого цвета 0.1 (10%), а на верхнем серый 0.5 (50%), результирующий будет 0.1/0.5=0.2, итоговая яркость серого цвета 20%. Если верхний слой темнее нижнего, то результат всегда белый (при делении на меньшее число мы всегда получаем значение больше 1). Если цвета одинаковые, то итоговый цвет тоже белый, этот эффект мы и будем использовать: там, где блики и тени не добавились, результат будет белый.

Тени: сверху слой 1 без объектов, снизу слой 2 с объектами, у верхнего слоя режим Divide, получаем тени:

В тенях из-за шума остаются куски, которые должны быть белыми

Примечание. Теория, можно не читать. Если у картинки в целом яркость достаточно высокая, то даже при наличии шумов, поделив одну яркость на другую, мы не сильно отойдём от некоего среднего значения. Например, у нас два почти одинаковых слоя, но есть шум в 0.01 (1%). В нижнем слое серый цвет 0.5, в верхнем из-за шумов 0.51, результат деления 0.98, почти белый. А если у нас в нижнем слое очень темно, например, значение 0.01, а в верхнем из-за шумов 0.02, то итоговое значение 0.5, вместо белого средний серый. То есть, разница в 0.01 при низкой и при высокой яркости в режиме Divide даёт итоговый результат, отличающийся в разы, в первом случае ошибка 2%, во втором 50%.

В общем, чем темнее картинка, тем в данном варианте всё хуже. Но. Если мы на нижнем слое увеличим яркость самых чёрных кусков, то шум резко уменьшится. К нижнему слою применяем Levels (Уровни), нижний левый ползунок сдвигаем на 1 или 2. Это действие делает самые чёрные части чуть-чуть светлее, но в режиме Divide этого хватает, чтобы «уйти» в белый, нижний правый угол стал белым:

Сливаем слои, результат инвертируем:

Блики: сверху слой 2 с объектами, снизу слой 1 без объектов, у верхнего слоя режим Divide:

Опять шумы в тенях, которые затемняют углы. К нижнему слою применяем Levels (Уровни), нижний левый Output Levels меняем на 2 или 3 (добавили яркости в самые чёрные части), тёмные углы стали белыми:

Получаются инвертированные блики, после сливания слоёв инвертируем через Image/Adjustment/Invert (Изображение/Коррекция/Инверсия):

Примечание. Осталась белая полоса справа внизу от листа бумаги. Её, видимо, проще кисточкой закрасить, но в примере я оставлю, чтобы было видно, на что она влияет.

После чего так же блики ставим в режиме Linear Dodge, а тени в Subtract. Фон подкладываем любой:

Яркость бликов теперь не так сильно зависит от цвета первоначального фона, как в первом варианте, от красного шара остаётся красный рефлекс, остаётся радужная дисперсия.

Но блики могут быть слишком яркими и «выбивать» цвет в белый (как блик на картинке в нижней части). Проще всего взять слой с бликами и покрутить кривые, я снизил среднюю яркость:

Есть вариант собирать это всё в режиме 32 бита, там пересветы можно убирать корректирующим слоем экспозиции, но в 32 бита своих заморочек хватает, поэтому так.

Вывод: если нужно сфотографировать что-то на неоднородном фоне, а потом заменить фон, оставив тени и/или блики, то режимы фотошопа Subtract и Divide могут помочь. Тут неровный фон, поэтому тени не идеальные, с ровным фоном проще (здесь хотел показать тени, а не вырезание фигуры, поэтому с вырезанием фигуры не старался):

Режим Divide (Разделение), поэтому яркость теней не зависит от цвета фона.

Примечание. На телефоне программа удалённого управления фотоаппаратом, потому что техногенный пафос, сразу смотрю, что получается.

P.S. Выражаю благодарность китайским производителям фонариков с индексом цветопередачи CRI 90% Про фонарики и немецким производителям подставок под фонарики.

Посты по теме:

Зачем wifi в фотоаппарате Про фотостудию или "Зачем Wi-Fi в фотоаппарате"

Широкоугольное макро и 3D Широкоугольное макро, используя Photoshop, а также применение трёхмерной графики в студийной фотографии

Использование режима цвета 32 бита Композитинг в фотографии. Предметная фотография с помощью одного карманного фонарика и Photoshop

Кросс-поляризация Про кросс-поляризацию света

И снова в эфире рубрика «Колхозим из спичек и желудей». В посте больше затрагивается 3D, это то, для чего я чаще использую кросс-поляризацию, так что сначала думал, в какую лигу запостить, но потом всё-таки решил, что основной смысл тут - работа с фотографиями.

На самом деле, чаще всего кросс-поляризация нужна, чтобы убрать блики, а цветные психоделические картинки – это небольшой побочный эффект (про всякие поляризационные микроскопы тут не вспоминаю). А так на вспышку прицепил поляризационную плёнку, на объектив поляризационный фильтр и одним поворотом фильтра блики делаются во много раз слабее даже при фронтальной вспышке в лицо:

Вот захотели мы сфотографировать, например, картину масляной живописи, где неровности застывшего масла бликуют. В лайт-куб большую картину не запихнуть, с длинной выдержкой снимать – любая лампа тоже будет бликовать. И тогда кросс-поляризация позволит получить "чистый" цвет, убирая зеркальные блики. То есть, мы фотографируем со вспышкой, от которой нет зеркальных бликов.

Или фотография сквозь стекло, чтобы отражение вспышки было в сотни раз слабее. Примечание. Почему-то у меня именно свет именно синего спектра убирает хуже, возможно, надо было использовать более качественную плёнку уровня “LCD grade”, но, скорее всего, это из-за фильтра на объективе, чтобы цвет неба оставался. В любом случае, при тех же настройках фотоаппарата блик от вспышки становится гораздо слабее, сравним: поляризационный фильтр стоит ровно и повёрнут на 90 градусов:

А в 3D это будет хорошо работать при получении текстур для основного цвета diffuse.

Про поляризационный фильтр для фотоаппарата многие знают, у многих он есть. Обычно его используют, чтобы притемнить синее небо или убрать блики с воды. Фото из википедии (без поляризационного фильтра и с фильтром):

Я сначала расписал всё с подробной теорией, но потом понял, что её всё равно никто не читает, так что сильно укоротил теоретическую часть, не буду грузить терминами вроде «угол Брюстера».

Начну, как обычно, издалека. Как-то решил попробовать трёхмерное сканирование по фотографиям (фотограмметрия). Дьявольская операция включала в себя фотоаппарат на штативе, китайскую кольцевую вспышку и крутящийся поднос из Икеи. А также три разогнутых скрепки, соединённых с помощью термоклеевого пистолета, в качестве подставки.

После какого-то тёмного колдовства получилась 3D модель:

Ещё в статье про фотограмметрию была ссылка на программу Dabarti Capture для получения текстур плоских объектов, которую тоже опробовал. Там нужен зеркальный или стеклянный шарик, по которому программа «видит», где был свет и строит карту высот в зависимости от яркости Работает, выдаёт карту нормалей:

Конечно, тут же попытался совместить. Гранат – 3D скан, листья – плоскости с прозрачностью и текстурами, снятыми с подобранного на улице листа.

Тряпка получилась не очень удачной, потому что не выровнял фотографии друг относительно друга. В общем, первая проба, в результате которой сделал выводы.

Главный вывод: при сканировании блестящих объектов вроде фруктов проблема: блики на текстурах мешают равномерности освещения и дают странные глюки при сшивании. Да и при съёмке текстур в Dabarti белые зеркальные блики вместо «чистого» цвета оказались некомильфо.

Понятно, что можно использовать лайткуб, чтобы «размазать» блик по всей поверхности, но это если объект небольшой. К тому же, тогда не будет мобильности. Поэтому было принято решение осваивать поляризованный свет.

То, что мы воспринимаем как цвет объекта, – это на самом деле отражения двух типов: рефлексивное (зеркальное), диффузное (рассеянное) или их смешивание в разных пропорциях.

Например, у нас есть яблоко. На него падает луч света. Часть этого света (несколько процентов) отражается зеркально. Мы видим явный блик такого же цвета, как и источник. Другая часть света попадает под поверхность, очень-очень неглубоко, но этого хватает, чтобы некоторые длины волн исчезли. А оставшийся непоглощённым свет выходит обратно и рассеивается во всех направлениях. Допустим, поверхность яблока поглотила все длины волн, кроме красной, тогда во все стороны полетит волна красного цвета. И мы будем думать, что яблоко красное.

Другой вариант – металлы. Там всё наоборот. Зеркально отражается почти весь падающий свет. Поверхность «не пускает» свет внутрь. Диффузный цвет появляется, если металл пыльный или ржавый, в этом случае свет может проникнуть в поверхность пыли или ржавчины и там рассеяться, добавив диффузную составляющую.

Наша задача – убрать весь зеркальный свет, оставив только диффузный. Красное яблоко останется красным, но уже без блика, а чистый металл станет чёрным.

Во-первых, нам потребуется кусок поляризационной плёнки и вспышка, во-вторых, поляризационный фильтр на объектив, как вариант – ещё один кусок поляризационной плёнки.

Кроссполяризация.

Естественный свет изначально не имеет поляризации (световые волны повёрнуты во всех направлениях). А теперь представим себе, то мы светим поляризованным светом, когда волны повёрнуты в одном направлении. Допустим, волны ориентированы вертикально. Повернув фильтр на фотоаппарате горизонтально, мы отсекаем бОльшую часть этого света. Этот эффект любят демонстрировать, накладывая друг на друга две поляризационные плёнки или два поляризационных фильтра и поворачивая их: при перпендикулярном положении они становятся непрозрачными. Интересно, что , если вложить между ними третью плёнку, повёрнутую на 45 градусов, то прозрачность появляется снова (называется эффект Малюса):

Итак, через первый фильтр проходит поляризованный свет, попав на незеркальную поверхность, свет теряет поляризацию, и повёрнутые волны уже проходят сквозь второй фильтр. А вот свет, отражённый от зеркальной поверхности, поляризацию не теряет и «срежется» вторым фильтром.

Что это даёт? Если мы светим таким образом, скажем, на яблоко, то зеркальная составляющая «срежется», мы увидим только чистый диффузный цвет без зеркальных бликов. Поляризованное зеркальное отражение исчезнет.

Или, скажем, при макросъёмке нам часто нужна вспышка, потому что для максимальной глубины резкости диафрагму приходится закрывать до минимума. Сильные блики на объекте от вспышки могут мешать. И это тоже тот случай, когда можно использовать вспышку с поляризацией и фильтр на объективе с перпендикулярным направлением. Меняя направление фильтра, можно регулировать уровень бликов.

А вот попав на металлическую поверхность, поляризация остаётся. Вообще при зеркальном отражении поляризация остаётся. При использовании поляризованной вспышки и повёрнутого на 90 градусов поляризационного фильтра на объективе металлические объекты станут намного темнее, зеркальные отражения исчезают.

Некоторые пластики обладают поляризационным эффектом (я опробовал полипропилен, пищевой пластик, обозначенный PP). Допустим, мы светим вертикально поляризованным светом прямо в камеру, на которой стоит поляризационный фильтр, повёрнутый горизонтально. Камера почти ничего не видит. Теперь ставим перед камерой пластиковый объект, материал которого немного меняет направление волн. Часть света уже проходит сквозь фильтр. Камера показывает слегка психоделическую картинку.

Конечно, надо было попробовать. Вспышку с синхронизатором положил на пол, сверху положил поляризационную плёнку.

Фотографировал, просто держа объекты рукой. Тут надо понимать, что все дико психоделичные картинки такого типа – это обычно постобработка, где сильно завышена насыщенность цвета. Примерно так:

Второе, что надо понимать, – нужен именно толстый пластик, эффект заметнее. Допустим, берём вилку из толстого прозрачного пластика. С ней психодел получается лучше, чем с тонкими пластиковыми стаканами, особенно, если повысить насыщенность цвета:

Дальше пробовать не стал, но, если загуглить картинки по словам «cross polarization art», то такого хватает.

Технические детали, можно пропустить:

У поляризационных фильтров есть параметры, по которым можно судить о качестве поляризации. Например, по запросу "polarizing film" (поляризационная плёнка) плёнки очень разные по цене. На одних написано Standard Grade, на других LCD Grade. Разница как раз в качестве. Вот, скажем, что пишут про стандартное качество:

Transmittance single 43%

Transmittance parallel 38.1%

Transmittance crossed 0.056%

Single - то, сколько проходит света, если просто светить через плёнку. В общем-то, порядок цифр у всех плёнок похож - около 40 процентов. Что логично - мы режем половину световых волн плюс некоторые потери при прохождении сквозь материал. В идеальном поляризаторе свет проходит на 50%, в реальном поляризаторе, естественно, меньше 50%.

Parallel - сколько света проходит, если смотреть через две одинаково повёрнутых плёнки. В идеале свет должен пройти через первую плёнку, ослабленный на параметр single, а дальше пройти полностью, то есть, в идеале, parallel должен быть равен single. В реальности, конечно, при потерях на прохождение мы получаем показатель ниже. Понятно, что, чем цифра ближе к Single, тем лучше.

Crossed - самый интересный параметр. Сколько света проходит, если повернуть две плёнки под углом 90 градусов друг к другу. Эта цифра чем меньше, тем лучше.

Соотношение между Crossed и Parallel определяет качество поляризатора, называется коэффициент поглощения или коэффициент экстинкции (в английской литературе extinction coefficient). То есть, потери света при прохождении материала одинаковы (в обоих случаях две плёнки), а разница в проходящем свете получается как раз из-за качества поляризации.

Заодно, если уж совсем занудствовать, надо отметить, что этот коэффициент может отличаться для разных длин волн, то есть, для света разных цветов.

Когда в качестве опыта две плёнки поворачивают друг относительно друга на 90 градусов, то они вроде бы становятся непрозрачными. Но, на самом деле, часть света сквозь них всё равно проходит, в чём легко убедиться, если посмотреть сквозь них на яркую лампу. Количество проходящего света - это как раз параметр Transmittance crossed. Если у Standard Grade он может быть, скажем, 0.056%, то у более дорогой LCD Grade уже 0.0045%, то есть, в десять раз меньше (цифры взяты из описания плёнок).

Так что при выборе качества можно просто искать самый низкий параметр Crossed.

На практике это означает, что на металлических объектах, сфотографированных при вспышке, проходящей через более дешёвую плёнку, отражения стали слабее в несколько сотен раз (теоретически в 2000 раз, точно замерить было нечем). А при использовании более дорогой плёнки эти отражения можно ослабить ещё в 10 раз (опять же, в теории, потому что это зависит ещё и от фильтра объектива).

Блики от вспышки на металле ещё видны. Но тут в дело вступает экономика и принцип "необходимо и достаточно". Для съёмки текстур и фотограмметрии (3D сканирование по серии фотографий) неметаллических объектов такие остаточные блики можно проигнорировать, их не видно, - на неметаллических поверхностях зеркальное отражение обычно составляет 2-5%, если уменьшить его в несколько сотен раз, то этого будет вполне достаточно.

Плюс к экономике вопрос оборудования. Для этого примера была сделана конструкция из спичек и желудей, то есть, из картонки и скотча. Ещё из оборудования класса "дёшево и сердито" можно использовать фольгу, добавляя её вместо фона сзади и с боков. Что-то вроде лайткуба из фольги. Тогда фон будет тёмным, но невидимый фотоаппаратом свет будет отражаться от фольги, подсвечивая диффузный цвет объекта со всех сторон. Тут не зря именно фольга:

В первом случае фильтр на объективе повёрнут так же, как и на вспышке, во втором случае на 90 градусов. Обратите внимание на блики сбоку, которые не видны в случае поляризованного света:

Поляризованный свет от вспышки отражается от фольги на фоне так же поляризовано. То есть, это то же самое, что поставить вокруг объекта вспышки с поляризационными плёнками. Такие поляризованные зеркальные блики "режутся" фильтром фотоаппарата, объект как бы подсвечен сзади и с боков, но ярких зеркальных бликов всё равно не видно.

Чтобы поляризация отражённого света не пропала, в качестве отражателей должны быть металл или зеркало (фольга тоже подойдёт). Если на фоне будет неметаллический материал вроде бумаги или ткани, то поляризация пропадёт и отражённый от стенок свет уже даст зеркальные блики.

По фотографиям без бликов 3D модель строится гораздо лучше. Здесь модель с текстурой построена программой, а блики настраивал уже сам.

После нескольких экспериментов 3D сканирование фруктов было отработано:

Уже потом я решил улучшить процесс, когда были закуплены держатели для цветных фильтров для накамерной вспышки. Три разных варианта:

Третий вариант держателя выглядел удобно (называется CFA-30K), я закрепил поляризационную плёнку на откидывающейся прозрачной крышке, но всё оказалось не так просто. После применения выяснилось, что на таком маленьком расстоянии вспышка «прожгла» поляризационный слой. Теперь при кросс-поляризации вместо чёрного цвета получается «дырка». В общем, насадка из картонки была лучше.

Решил попробовать термостойкую поляризационную плёнку, такие используют, например, в проекторах. Параметры кросс-поляризации немного хуже, но пока что «прожжённых» дырок нет.

Теоретически, для максимального результата нужна плёнка LCD grade. Но, если основная задача - убрать блики с неметаллических объектов, то с этой задачей мы уже справились.

Примечание.

Почему хорошие плёнки называются "LCD grade" - "уровень жидкокристаллического экрана". В очень примитивном варианте принцип работы жидкокристаллического экрана можно представить так: сзади стоит подсветка, перед ней поляризационная плёнка, повёрнутая, например, горизонтально, а дальше плёнка, повёрнутая вертикально. В обычном состоянии подсветки не видно, всё тёмное. Между плёнками добавляется слой с жидкими кристаллами, которые, поворачиваясь под действием электрических импульсов, могут менять направление поляризации проходящего через них света.

То есть, нет импульса - вертикально поляризованный свет проходит через кристалл и блокируется горизонтальной плёнкой. Есть импульс - вертикально поляризованный свет при прохождении кристалла разворачивается горизонтально и проходит дальше на экран.

Если качество плёнки плохое, то часть света от подсветки будет проходить, и чёрный экран будет немного светиться, поэтому для экранных плёнок параметр Crossed (блокирование света при двух плёнках, повёрнутых на 90 градусов) критически важен.

Поляризацию экрана монитора можно наблюдать, если смотреть на экран сквозь поляризационный фильтр. При вращении фильтра на 90 градусов всё становится чёрным.

Вывод. Если нет поляризационной плёнки на вспышку, а блики с мелких объектов нужно убрать, то их можно фотографировать через поляризационный фильтр при свете от компьютерного монитора. То есть, вывести на экран белую картинку, выключить свет, и фотографировать при свете экрана. При определённом повороте фильтра зеркальные блики от экрана сильно уменьшатся. Можно поставить в тёмной комнате металлический полированный объект рядом с монитором, а потом крутить поляризационный фильтр на объективе и смотреть, как меняются зеркальные блики.

А для съёмки текстур в итоге использовал коробку от кроссовок (если мне заплатят, то даже могу добавить сюда продакт плейсмент фирмы, напишу, что для более высокого качества текстур рекомендую использовать коробку бренда ***), внутри чёрная бархатистая ткань (от дешёвого китайского лайткуба), сверху стекло. Сначала пробовал просто на белой бумаге, но часть света отражается от белого и просвечивает, так что собрал вот такое, чтобы свет не отражался сзади.

В результате получаю ровный цвет без бликов, а потом ещё и текстуры неровностей, просвечивания и матовости, но это уже другая история, нас пока интересует, как избавится от бликов (первая картинка). Здесь основной смысл в том, что в 3D текстуры наложены на обычную плоскость, то есть, минимум полигонов на объекте:

Фото со вспышкой через стекло.

Один из вариантов использования фото с поляризованной вспышкой через стекло - это снова получение текстур для 3D. Допустим, нам нужна текстура растворимого кофе в стеклянной банке. Логично поставить стеклянную банку на крутящийся столик и, сделав штук 30 фото со всех сторон, затем сшить их в программе для 3D сканирования.

Но без света темно, а любой свет тут же отражается в стекле. Выход - использовать поляризованный свет. Аналогично примеру со сканированием фруктов ставим фронтальную вспышку с поляризационным фильтром, а на фотоаппарат одеваем поляризационный фильтр, повёрнутый перпендикулярно фильтру на вспышке.

Тогда от бликов на стекле остаются небольшие не очень заметные следы, которые потом ещё уменьшатся при сшивании текстуры в одну.

Фото через стекло банки в поляризованном свете, блик от вспышки еле виден. После сшивания получаются  текстуры для Diffuse и Normal Bump. В 3D ставим текстуры на цилиндр, вокруг добавляем стеклянный объект:

Вывод: Если кто-то хочет регулировать силу бликов от максимальных до практически незаметных, то нужны только поляризационный фильтр на объектив и поляризационная плёнка на вспышку.

P.S. Две предыдущие части «Спецэффекты из спичек и желудей»:

Широкоугольное макро и 3D в студийной фотографии: Широкоугольное макро, используя Photoshop, а также применение трёхмерной графики в студийной фотографии

Предметная фотография с помощью одного карманного фонарика и Photoshop

Композитинг в фотографии. Предметная фотография с помощью одного карманного фонарика и Photoshop

Пиридупреждение! Там рассматривается использование цвета HDRI 32 бита для физически корректного сложения яркости без всяких «костылей» в виде масок слоя и режима «светлее-lighten», про композицию – это не туда.

Пиридупреждение! Тут рассматриваются только технические вопросы, про композицию – это не сюда. Объекты подбирались по принципу материалов, из которых они сделаны, а не по смыслу.

Сначала, конечно, возникает вопрос «зачем?». Особенно, если уже есть пара студийных моноблоков, софтбоксы и зонтики. Плюс пара накамерных вспышек с наборами цветных светофильтров.

Во-первых, я – человек ленивый. Пока профессиональный фотограф ходит с люксметром, чтобы нормально поставить свет, я вытаскиваю из RAW базовую фотографию, а потом ещё две с экспозицией -2 и +2 ступени (темнее и ярче), ставлю их в фотошопе слоями, добавляю чёрные маски, а потом рисую по маскам полупрозрачной белой кистью. То есть, рисую по базовой фотографии более тёмной и более яркой фотографиями. Понятно, что с точки зрения реализма это неправильно, но вот так.

А теперь представим себе, что можно сделать «виртуальную фотостудию», где есть штук 15-20 источников света, которые уже ПОСЛЕ съёмки можно включать, выключать, менять яркость и даже цвет. Это гораздо интереснее.

Во-вторых, в институте часто говорю студентам, что как минимум предметную фотографию можно фотографировать очень дёшево, и для этого совсем не нужна студия. Но считаю, что надо не просто говорить, а показывать на собственном примере.

Ну и, наконец, следствие из первых двух пунктов. Умеренные понтЫ. Понтоваться тем, что вот я взял студийные моноблоки и сфоткал, бессмысленно. Для профи не впечатляюще, для новичков непонятно. А вот «это сфотографировано с помощью одного карманного фонарика» - неплохо.

Технические детали (можно пропустить).

В примере был использован светодиодный фонарик. Но надо помнить, что точность цветопередачи светодиодов далеко не идеальна: спектр обычно неровный. Светодиодные лампы с индексом цветопередачи CRI 90% легко найти разве что в IKEA, и, по сравнению с обычными лампами накаливания, они стОят, как крыло от «боинга». Обычные светодиодные лампы из магазинов хорошо, если процентов 85, часто ещё ниже. А всякие энергосберегающие ещё хуже. Есть светодиодные лампы с индексом цветопередачи 96-97%, но, опять же, цена раз так в 10 выше, чем у ламп накаливания (которые считаются за 100%). А в фонариках светодиоды могут быть и с CRI 60-70%, так что про хорошую передачу оттенков цвета с обычными фонариками можно забыть.

Если для фото важны точные цвета объектов, то нужен источник света с ровным спектром, проще взять светильник-переноску с обычной лампой накаливания ватт на 40. Хотя, конечно, любители самоделок могут засунуть лампу накаливания, например, в жестяную банку из-под пива. Плюс электрическая вилка, патрон и метра три провода ПВС или ШВП.

Ещё возможен вариант использования проверочной таблицы ColorChecker24 и подключение получившегося цветового профиля в Lightroom, но это уже выходит за рамки простого и дешёвого.

В примере я фотографировал в формате RAW и экспортировал в Tiff 8-bit цветового пространства sRGB. Если бы я решил таким методом делать что-то серьёзное, то экспорт был бы в Tiff 16-bit цветового пространства AdobeRGB (в RAW я работаю с AdobeRGB). Но и файл получился бы не просто большой, а очень большой, для примера задачу упростил.

Процесс.

Фотоаппарат на штативе, режим приоритета диафрагмы. Диафрагма 8 (по идее, для бОльшей глубины резкости можно было бы и больше, но с таким светом и так при ISO 400 выдержка по несколько секунд получалась). Почему приоритет диафрагмы, а не ручной? Фонарик не статичен, чуть ближе – пересвет, чуть дальше – уже темно. Поэтому как меньшее зло выбрал приоритет диафрагмы. Хотя потом сделал пример, в котором носил фонарик вокруг примерно на одинаковом расстоянии, там режим ручной был.

Навёл резкость на центр и сразу переставил фокус на ручной. Иначе в темноте могут быть проблемы с фокусировкой по тёмному центру, жужжит объективом, но не захватывает.

Минус 1.3 ступени экспозиции, чтобы уменьшить вероятность пересветов.

Примечание. Вообще, конкретно этот момент с минусовой экспозицией – тема открытая. Проблема в следующем. Поскольку освещаются разные части кадра, то точечный и частичный экспозамеры не подойдут, они будут постоянно выдавать разную яркость. Центровзвешенный вроде лучше, но иногда освещается и самый край кадра. А оценочный по всему кадру может слишком поднимать яркость, мы рискуем получить в бликах пересветы (хотя это надо пробовать). Пока что остановился на центровзвешенном с экспозицией минус 1-1.3 ступени.

Желательно также использовать дистанционный пульт, потому что микро-сдвиги камеры чаще всего происходят в момент нажатия на кнопку, у меня есть пульт на проводе, использовал его.

Дальше смотрю в видоискатель фотоаппарата, направляю фонарик, чтобы подсветить первый объект, щёлк, второй объект, щёлк, потом остальные объекты, потом на фон спереди, на фон сзади с одной стороны, на фон с другой стороны, на объекты сзади, чтобы подсветить контровым светом.

Тут главное смотреть в видоискатель фотоаппарата, чтобы точно видеть, что именно освещается, и где точно будут блики. В первых экспериментах я просто светил и фотографировал, но при обработке понял, что результат не самый удачный, особенно с тёмными объектами и бликами на металле.

Для рассеянного света светил сквозь лист бумаги. Второй вариант: свернуть лист бумаги в трубку и засунуть фонарик внутрь, размер меньше, свет менее направленный. Для направленного света можно взять, например, газету, свернуть трубкой и светить сквозь трубку. Я для направленного света взял обрезок ПВХ трубы.

Получаем набор фотографий, где освещены разные части кадра.

Для наглядности усилил яркость, но вообще рабочие файлы очень сильно недосвечены, там иногда бывает сложно что-то разобрать. Яркость выбиралась так, чтобы даже блики не были пересвечены, а при наличии полированных поверхностей это значит, что всё остальное будет очень тёмным. Обычная яркость примерно такая:

В Lightroom проверяю по гистограмме – гистограмма не должна доходить до правого края. Конечно, если есть яркие блики на металле, то может доходить, но надо сразу знать, что здесь это не комильфо, потеряется информация. Если при обработке в Lightroom видно, что гистограмма доходит до правого края, то лучше уменьшить экспозицию.

В итоге получаю 15-20 фотографий (можно и гораздо больше):

В Lightroom проверяю все по гистограмме, чтобы нигде не было пересвета (гистограмма не доходит до правого края). Если доходит, то уменьшаю экспозицию (хотя на некоторых фото приходится и повышать). Иногда в случае особо сильных бликов на зеркальных поверхностях экспозиция слишком сильно темнит всё остальное. Тогда в Lightroom можно немного уменьшить параметр highlights, хотя это не совсем правильно с точки зрения физики. Потом экспорт в Tiff 8-bit, цветовое пространство sRGB.

Примечание. Сначала пробовал экспорт в jpeg, но тени компрессируются очень сильно, при попытке повысить яркость эта компрессия «вылезает». Так что Tiff. Если работать серьёзно, а не для тестирования, то лучше 16 bit и AdobeRGB. Но не факт, что разница будет сильно заметна (экспериментов по сравнению не проводил), а размер файла становится совсем гигантским.

Дальше выбираю картинку с первым источником света, открываю её в Photoshop и перевожу в 32-бита. Верхнее меню Изображение/режим/32-бит (Image/Mode/32-bit).

Примечание (можно пропустить).

Зачем нужен режим 32-бита. Допустим, у нас есть два слоя с чёрно-белым градиентом: один залит слева направо, второй сверху вниз. Если наложить их друг на друга в режиме «линейный осветлитель (Linear dodge)», то, по идее, там, где два белых цвета накладываются друг на друга, должен быть самый яркий угол. Но в 8 или 16 бит белый цвет ограничен. В 8-бит белый цвет не может быть больше 255. Допустим, в одном слое белый на максимуме (255), в другом слое тоже на максимуме (255), но их сложение не может дать больше максимума. В общем, 255+255 всё равно будет 255.

А вот в 32 бита такого ограничения нет. Там значения чёрного и белого цветов считаются не от 0 до 255, а от 0 до 1, серый цвет будет не 128, а 0.5. И значение цвета может быть больше 1. Белый цвет со значением 1 при сложении с другим белым даст 1+1=2. Кому интересно, гуглить «HDRI».

Если в 32-бит притемнить результат, а потом посмотреть значения цветов в палитре информации, то видно, что самый яркий угол в два раза светлее других светлых углов. Вообще, смысл простой – в 8 и 16 бит пересвеченные части «теряются», в 32-бита их можно вернуть.

Я на всякий случай (если вдруг буду всем слоям менять прозрачность) ещё добавил в самом низу слой, залитый чёрным цветом. Потом добавляем сверху корректирующий слой Экспозиция, зажимаем alt, кликаем между двумя слоями, чтобы экспозиция применялась только к одному слою. Белую маску рядом со слоем экспозиции можно перетащить в «мусорку», здесь она не нужна. В параметрах экспозиции увеличиваем яркость.

Далее выбираем картинку со вторым источником света и переносим в наш файл. В палитре слоёв меняем режим наложения на «линейный осветлитель (linear dodge)». Если результат тёмный и плохо видно, то добавляем поверх ещё один корректирующий слой экспозиции и тоже, зажав alt, кликаем между слоями. Маску слоя экспозиции я тоже удалил.

Получаем имитацию двух источников света.

Точно так же можно менять цвет света. Добавить корректирующий слой «фотофильтр (Photo filter)» и также, зажав alt, щёлкнуть между слоями. В параметрах можно поменять цвет «фильтра» и его прозрачность.

Дальше, я думаю, смысл ясен. Если на объекте не хватает бликов или угол тёмный, то просто добавить соответствующую картинку, меняя режим слоя на «линейный осветлитель (linear dodge)».

Важное примечание. Надо быть готовым к тому, что даже со штатива фотографии не будут полностью совпадать, сдвиг на несколько пикселов случается. Я подозреваю, что это из-за старого деревянного пола. Если я в процессе хождения вокруг хоть немного продавлю пол рядом со штативом, то на фото уже будет сдвиг. Поэтому иногда в фотошопе приходится немного выравнивать слои.

Далее, допустим, мы хотим ослабить яркость одного из источников. Самый простой вариант – в палитре слоёв уменьшить прозрачность слоя. Либо проверенным методом: добавить корректирующий слой экспозиции и понизить яркость.

Важный момент – при таком подходе у нас легко могут образоваться совсем чёрные или, наоборот, пересвеченные области. Поэтому перед переводом из 32-бит можно добавить в самом верху слой с экспозицией и понизить экспозицию (от пересветов) и, возможно, коррекцию гаммы (от слишком тёмных областей). Пусть лучше картинка выглядит немного «плоской», потом доработать уровнями или кривыми (хотя общую яркость и гамму можно подправить и в процессе перевода в 8 бит, но в случае отдельного слоя настройки сохраняются в файле, потом можно менять):

Переводим из 32-бит, например, в 8-бит, чтобы уже можно было сохранить в jpg. Верхнее меню: Изображение/Режим/8-бит (Image/Mode/8-bit). Для начала фотошоп спросит, нужно ли сливать слои. Нужно. Далее в окне перевода можно настроить картинку точнее.

Либо перевести всё без изменений и при необходимости доделать уровнями (метод: Экспозиция и Гамма).

Таким образом, из одного набора базовых фотографий с одним фонариком можно получить множество разных. И уже после съёмки.

Дополнение.

А в следующем примере как раз поставил ручной режим фотоаппарата и носил фонарик вокруг примерно на одинаковом расстоянии. Имитация множества одинаковых точечных лампочек, расставленных по кругу,

При этом некоторые из них легко сделать цветными: